焦爐帶焦炭保溫技術在安鋼焦化廠的應用

李劍利

(安陽鋼鐵股份有限公司焦化廠)

聯系人：李劍利，工程師，河南.安陽(455004)，安陽鋼鐵股份有限公司焦化廠；　收稿時間：2015—8—2

焦爐帶焦炭保溫技術在安鋼焦化廠的應用

李劍利

(安陽鋼鐵股份有限公司焦化廠)

聯系人：李劍利，工程師，河南.安陽(455004)，安陽鋼鐵股份有限公司焦化廠；收稿時間：2015—8—2

摘要介紹了安鋼5#、6#焦爐的停產保溫操作。針對焦爐爐體在停產保溫階段易竄漏的實際情況，采用了帶焦炭保溫技術，實現了焦爐的快速恢復生產，保護了焦爐爐體的嚴密性。

關鍵詞帶焦炭保溫嚴密性荒煤氣管理

APPLICATION OF COKE OVEN WITH COKE HEAT PRESERVATION TECHNOLOGY IN THE COKING PLANT OF AN STEEL

Li Jianli

(Anyang Iron and Steel Stock Co.,Ltd)

ABSTRACTThis paper introduces the technology of producing heat preservation for 5#、6#coke oven in An steel. In view of the actual situation of the coke oven body in the production of heat insulation stage, With coke thermal insulation technology, the rapid recovery of the production of coke oven is realized, and The tightness of the furnace body is protected.

KEYWORDSthermal insulation with coketightnesswaste gasmanagement

0前言

安鋼焦化廠5#、6#焦爐1997年建成投產，爐型為2×42孔JN43-80型，年產焦炭60 萬t。由于生產的要求，5#、6#焦爐進行停產保溫操作。停產保溫是焦爐一種比較特殊的操作。焦爐爐齡越長，爐體狀況越差，停產保溫操作的困難越大。為了使焦爐經歷停產保溫后不對爐體構成損壞，不影響重新投產后焦爐的正常操作和使用壽命，必須對焦爐停產保溫工作給予重視。

1方案提出

停產保溫操作是在生產焦爐上進行的，在停產保溫階段，保護爐體的關鍵在于：一方面要控制一定的爐溫，保持硅磚在晶形轉化點以上，防止砌體產生大的收縮；另一方面要嚴密焦爐各處漏縫，以免空氣竄入爐體內部損壞爐體。以保護焦爐砌體完整性為原則，提出兩種方案，一種是空爐保溫法，另一種是帶焦炭保溫法。

2方案討論

2.1空爐保溫法

空爐保溫法就是將全爐炭化室的焦炭在停產保溫前全部推空，并將生產時的荒煤氣導出與炭化室隔絕，使炭化室成為一個獨立的系統。其優點是操作比較簡單，只要有加熱煤氣即可。但最大的缺點是空氣會從爐門、爐頭及蓄熱室不嚴密處漏入炭化室，將爐墻的石墨燒掉，爐墻易穿洞，恢復生產后較難處理，會對爐體造成二次損壞。

2.2帶焦炭保溫法

帶焦炭保溫法就是將焦炭留在炭化室內，用焦爐煤氣或惰性氣體往炭化室爐頂空間充壓或往集氣管內充壓。采用這種方法的優點是：在焦爐停產保溫的任何時期，燃燒系統各處壓力小于相鄰部位炭化室的壓力，與在正常生產條件下的操作是相同的，能始終保持炭化室底部正壓，避免了外界空氣漏入，有利于保持焦爐嚴密性。5#、6#焦爐連續運行18年，已經進入了焦爐的中后期，根據爐體的實際狀況，采用帶焦炭保溫技術較適合。

選用何種介質往集氣管內充壓，是保溫法能否成功的主要因素，如果選用蒸汽進行充壓，水蒸氣會流入爐頂空間，在高溫條件下發生了化學反應，其反應式為：H2O+C=CO+ H2(高溫條件),產生的可燃氣體通過爐墻的磚縫和裂縫竄入燃燒室立火道內與過剩的空氣進行燃燒，從而造成高溫，故此，用蒸汽保壓是不可行的。選用惰性氣體充壓較為理想，例如用氮氣，受現場資源的限制，集氣管附近沒有氮氣氣源。選用壓縮空氣進行充壓，氣源可靠，壓力穩定，操作簡捷方便。故本次保溫法選用壓縮空氣充壓。

3方案實施

3.1準備工作

停產保溫前主要準備的備件、材料、工具見表1。

表1　停產保溫前準備的備件、材料、工具

3.2荒煤氣系統管理

1)吸氣管堵盲板。5#、6#焦爐的荒煤氣主要通過三系鼓風機送往化產系統，三系鼓風機同時還承擔著其它焦爐荒煤氣的輸送任務，以及出于安全考慮，焦爐在停止生產45 h后，即使采取一些措施(如關閥、加大循環量、集氣管充壓)仍然無法維持集氣管正常壓力，這時需要在吸氣管上堵盲板，使焦爐荒煤氣系統與鼓風機隔開。

2)降低冷卻氨水壓力。隨著焦炭的成熟煤氣發生量逐步減少，冷卻荒煤氣溫度的氨水壓力將隨之降低，氨水壓力應控制在0.05 MPa～0.1 MPa。吸氣管上的旁通管閥門處于常開位置，以保證氨水閉路循環。

3)維持集氣管壓力。吸氣管堵完盲板后，煤氣發生量很小，逐漸關閉橋管翻板，切斷炭化室與集氣管聯系。當集氣管壓力低于70 pa時，從集氣管的兩側開始充壓縮空氣，維持炭化室底部不負壓或微負壓。

3.3爐溫控制

帶焦保溫期間焦爐需要一定的熱量，以便保持一定爐溫，爐溫可以低于延長結焦時間的溫度，其要求是煤氣進入立火道內立即燃燒。

1)直行溫度的調節。測量直行溫度是為了檢查停產保溫期間焦爐沿縱長方向各燃燒室溫度的均勻性和全爐溫度的穩定性。為維持安全的煤氣主管壓力，必須更換為小孔徑(50 mm ～60 mm)的節流孔板。為了保持全爐溫度的穩定，要間斷加熱來彌補焦爐散熱和廢氣帶走的熱量(基本上一天加熱兩次，每次4個小時)。

2)邊火道溫度的調節。帶焦保溫期間，焦爐邊火道散熱多，溫度低且波動大。5#、6#焦爐加熱煤氣為高爐煤氣，采用降低蓄熱室頂部吸力的方法，確保邊火道溫度不低于850 ℃。焦爐蓄熱室頂部吸力停產保溫前后的對比見表2。

3.4護爐鐵件管理

焦爐帶焦保溫的過程中，焦爐的爐溫會下降，焦爐砌體也會發生一定量的收縮。為確保鐵件對焦爐砌體的保護作用，加強了對護爐鐵件的管理，根據爐溫不斷的變化，及時調整大彈簧噸位，使其保持在14 t。同時，由于帶焦保溫使爐頂溫度增高，需要將裝煤口和上升管底部的拉條溝扒開，使拉條散熱防止上部大彈簧負荷降低。

表2　焦爐蓄熱室頂部吸力停產保溫前后的對比

3.5爐體密封

帶焦保溫期間爐體密封工作的好壞在很大程度上影響到恢復生產后焦爐砌體的質量。上升管根部及橋管承插部要進行清掃后灌漿密封；蓄熱室封墻和廢氣盤要涂抹專業保溫材料；爐門、裝煤口采用煤泥密封；小煙道承插部采用石棉繩沾粘土泥密封，盡量避免空氣從這些部位進入爐內。

3.6恢復生產

1)氮氣吹掃及抽盲板。吸氣管上的盲板抽出后，對集氣管及吸氣管進行氮氣置換。由于管線過長，采取了分段吹掃，在放散管處檢測含氧量，合格后開始組織焦爐生產。

2)推焦裝煤操作。5#、6#焦爐共選用12個炭化室進行裝煤，選定的12個炭化室推完焦后，兩臺煤車從兩側同時裝煤，裝完煤后，將12爐的荒煤氣同時導入集氣管，在集氣管的放散管處放散片刻后送向鼓冷系統，在進入鼓風機的荒煤氣經爆發實驗合格，并且集氣管壓力達到200 Pa后，即可啟動鼓風機。焦爐按正常推焦順序組織生產。

3)加熱制度的恢復。焦爐加熱制度(孔板或旋塞開度、風門開度、煙道吸力、蓄熱室頂部吸力等)調整至停產保溫前的狀態。

4實施效果

1)恢復生產時，從機焦側觀察焦餅，焦炭收縮縫良好，推焦電流正常，焦炭塊度均勻。焦爐停產保溫前后推焦電流對比見表3。

2)通過觀察焦爐炭化室爐墻，表面無結渣、無穿洞現象。

3) 焦爐溫度控制合理，恢復生產迅速，比原計劃提前了10 h，焦爐以20 h周轉時間計算，焦炭價格以11月份的852元/t為基準，節約成本約為55萬元。

5結語

表3　焦爐停產保溫前后推焦電流對比

經生產實踐表明，帶焦炭保溫技術在安鋼焦化廠5#、6#焦爐的成功應用，降低了停產保溫對焦爐壽命的影響，環保效益顯著。該技術為國內其它焦爐的生產具有較好的推廣和借鑒意義。

6參考文獻

[1]于振東，蔡承祐．焦爐生產技術[M ]．沈陽：遼寧科學技術出版社，2005:303-305.

[2]劉武鏞，孫紅艷．煉焦熱工管理[M ]．北京：冶金工業出版社，2011:81-87.